石漠化景观格局分布特征及其影响因素分析——以贵州省盘县为例

以贵州省盘县2004年石漠化现状分布为基础,探讨石漠化斑块的空间组合格局类型及其影响因素。结果表明,该区石漠化景观呈现出极强度石漠化斑块集中分布型、强度石漠化与无石漠化斑块混合分布型、潜在石漠化与无石漠化为主分布型、轻中度石漠化聚集分布型和石漠化斑块相间分布型5种空间组合分布格局。人为干扰、自然因素是造成该区石漠化空间格局存在明显差异的主要原因。从全县来看,石漠化主要分布在坡度10°～ 17. 5°的地带,其次是17. 5°～ 35°的区域。从发生石漠化的土地类型来看,轻度石漠化主要分布于灌丛和坡耕地,中度石漠化主要分布于中覆盖草地和坡耕地,强度和极强度石漠化主要分布于中覆盖草地和来利用地。碳酸盐岩的分布、地形地貌和亚热带山地气候差异形成了不同的景观类型,而有限的土地资源和土地利用方式是控制喀斯特石漠化的主导因子。通过土地利用规模调整和优化,因地适宜实施退耕还林还草等,将有望实现强度、极强度石漠化景观逐渐向无石漠化景观的转变。      

贵州贞丰—关岭花江喀斯特石漠化地区土壤厚度的空间分布特征

土壤厚度与石漠化发展程度有着密切的关系,土壤也是石漠化地区生态恢复以及农业生产的基础。为了研究典型高原峡谷中-强度石漠化地区的土壤厚度空间分布规律,在土壤厚度野外调查的基础上,利用地统计学方法分析了贵州典型石漠化地区——贞丰—关岭花江小流域土壤厚度空间分布特征及主要影响因素。结果表明:（1）研究区土壤平均厚度仅为26 cm,土壤平均厚度表现为坡耕地>荒地>林地;（2）土壤厚度空间变异性以强度为主,荒地的土壤厚度空间分布连续程度优于林地和坡耕地,林地的土壤厚度空间分布有明显突变性,坡耕地的土壤厚度具有点状分布特征,有耕作物附近土壤厚度较大;（3）土壤厚度与海拔、基岩裸露率、坡度之间均有明显负相关关系;（4）自然和人为因素综合影响下的土壤强侵蚀是研究区土壤厚度分布极为不均的主要原因,对该区域石漠化的治理可以采用工程措施与生物措施相结合的方法。研究结果对研究区石漠化因地制宜地防治及其他地区水土流失防治、生态恢复、农业合理生产具有一定的参考价值。     

贵州贞丰-关岭花江喀斯特石漠化过程中岩土体化学元素含量与石漠化差异性关系研究

不同等级石漠化地区岩体和土体中化学元素有较大的差异,表现在石漠化演化过程中不断被改变,化学元素的差异性对石漠化等级差异性的形成有着内在的关联性。文章以贵州贞丰-关岭花江石漠化治理示范区为研究区,选取11处样地的岩石样和土样,对其进行室内实验分析,以了解该地区岩石和土壤的化学元素含量,从而研究其含量的差异性与石漠化等级之间的关系。结果显示:① 岩体中CaO/ MgO的值越大,Rb/Sr值越低,石漠化等级越高。②在碳酸盐母岩逐渐溶蚀和风化成土的过程中,岩体中Ca、Mg离子被带走,导致成土后土体中Ca、Mg离子含量降低,但强度石漠化地区的土体中Mg离子含量却增加。③不同等级石漠化地区的样品化学元素流失和富集的程度略有差异,一般强度和潜在石漠化地区(离子)含量要高于轻度和中度石漠化地区。④土体中Rb/Sr值越大,石漠化等级越强。该研究可以为示范区的水土流失及石漠化治理提供理论和实践依据。      

岩溶区坡耕地土壤肥力综合评价——以重庆中梁山坡耕地样区为例

坡耕地是我国西南地区最重要的土地利用类型,也是我国一项重要的国土资源。由于该地区坡耕地石漠化程度高,土壤侵蚀问题严重,致使坡耕地土壤肥力不断退化。以重庆市中梁山坡耕地样区为例,采用模糊综合指数法进行小尺度坡耕地土壤肥力评价。经取样数合理性分析表明,25个样点估计研究区土壤肥力评价能够满足90 %置信水平条件下,10 %、15 %和20 %的相对误差取样数的精度要求;运用主成分分析（PCA）,通过计算变量的Norm值筛选有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、耕层厚度和粉黏比进入最小数据集（MDS）,并对进入MDS的肥力因子进行相关系数分析检验,表明选取的MDS能最大程度表达坡耕地土壤属性信息;利用隶属度函数实现评价指标量纲归一化并对单项肥力指标进行评价,采用加权求和模型计算土壤肥力综合指数（IFI）,结果表明,土壤有机质和全磷是影响研究区土壤肥力的限制因子,研究区80 %样地肥力综合指数在0.40～0.60之间,肥力水平处于中等程度。      

不同石漠化等级条件下土壤性状变化规律研究——以贵州喀斯特中心普定站为例

以贵州喀斯特中心普定站土壤检测数据为基础,通过分析不同石漠化等级条件下土壤质量特征,探讨土壤质量变化与石漠化等级间的关系,揭示不同石漠化程度下土壤理化性质的变化规律。结果表明:（1）毛管孔隙及自然含水量随石漠化程度的加重而降低;（2）土壤饱和导水率随着土壤侵蚀程度的增加而增加;（3）土壤容重随着石漠化程度加剧而增大;（4）石漠化程度与土壤养分状况关系紧密,石漠化程度越高,土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量越低。      

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤黏土矿物组成及其含量变异研究

为了探索西南喀斯特地区土壤中黏土矿物组成及其含量的变异规律,以贵州省普定县和荔波县不同石漠化阶段典型土壤的黏土矿物为例,采用x-射线衍射仪图谱分析方法,计算得到黏土矿物组成及其含量,探讨不同石漠化阶段黏土矿物组成变化规律及其含量之间的线性关系。结果表明：不同石漠化阶段黏土矿物的组成是相同的,均为高岭石、蒙脱石和伊利石;在未石漠化、轻度石漠化、中度石漠化阶段,蒙脱石在剖面表层的质量分数分别为27．82％、29．34％、58．32％,高岭石分别为21．39％、31．81％、36．93％,伊利石分别为50．79％、38．85％、4．75％;在西南喀斯特地区,各石漠化阶段伊利石与蒙脱石的含量之间以及伊利石和高岭石的含量之间都呈显著的线性相关,相关系数分别为-0．9703、-0．9456;西南喀斯特地区土壤相似的成土作用和成土环境造成了黏土矿物相同的组成,而黏土矿物含量的差异说明各成土作用的程度或阶段是不同的;粉粒中的黏土矿物主要为石英和白云母,而砂砾中的黏土矿物主要为石英。     

云南蒙自断陷盆地石漠化区土壤钙形态特征

以云南蒙自断陷盆地区为研究区,沿盆地、坡地到高原面分别采集不同石漠化程度下的土壤,采用连续浸提（BCR）提取方法测定不同形态钙含量,以探讨断陷盆地不同地貌部位不同石漠化程度石灰性土壤钙形态特征及其影响因素。结果表明:研究区土壤中钙以交换态钙含量最多,表明断陷盆地石灰土中钙的生物有效性高,各形态钙的大小顺序为交换态（61.04%）>残渣态（18.53%）>酸溶态（17.44%）>水溶态（1.63%）>有机结合态（1.36%）。地貌部位和石漠化程度对钙形态分布均具有重要影响,地貌部位的影响主要是通过影响温度、降雨等气候条件而影响土壤钙形态含量,而石漠化程度越强的土壤中钙含量尤其是交换态钙含量相对较高,这主要是由于裸露岩石的“聚集效应”造成的。      

高原峡谷区喀斯特石漠化演变过程研究

基于多源、多时相中高分辨率遥感影像与GIS技术,定位监测、定量分析石漠化的演变过程,有助于认识石漠化的演变过程,从而更好地开展石漠化的综合治理。选取典型喀斯特高原峡谷区为例,基于2000年、2005年、2010年和2013年的影像数据,研究石漠化的演变轨迹、方式和速率等。结果发现:14年间,研究区石漠化总面积变化不明显,但石漠化内部类型之间的相互演变非常显著;石漠化演变以持续好转型为主要方式;无石漠化和潜在石漠化在不合理的人为干扰下易恶化,应注重保护;轻度石漠化在治理过程中易反复,应防治结合;中度石漠化在人为干预治理过程中易好转,应作为石漠化治理的核心。在人为干预下,中度石漠化和轻度石漠化的演变速率较快。对喀斯特高原峡谷区的石漠化演变过程进行定量分析,有助于制定同类地貌背景下的石漠化治理决策与调控机制。     

基于Logistic-CA-Markov模型的石漠化空间变化规律研究

为了揭示岩溶地区石漠化发生、发展的一般规律,文章以贵州省六枝特区为例,获取了1990、2000、2010年石漠化数据。利用Logistic-CA-Markov模型探讨石漠化发生的驱动因子及各类型间的转移情况,并在两种情景模式下对研究区2020年石漠化空间分布进行模拟。结果表明:（1）利用Logistic模型回归分析石漠化驱动因子,能够较好的反映其分布状况,CA-Markov耦合模型模拟石漠化空间分布,精度达到理论要求。（2)无石漠化、潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化演变过程中受人为因素影响大于自然因素,而强度和极强度石漠化则相反。（3）在现有石漠化演化速率情景下,各等级石漠化的演变轨迹为修复与恶化并存模式,最突出的是潜在和轻度石漠化。（4）在喀斯特山地生态产业修复和封山育林结合情景下,石漠化修复与恶化并存的双重轨迹模式改为以修复为主的单一轨迹模式,其中轻度和中度石漠化治理效果最为突出。因此石漠化治理措施重点应针对轻度和中度石漠化分布区,注重协调人地矛盾,防止利用过程中返回式演变。      

岩溶石漠化区不同植被类型表土孢粉组合特征——以重庆市南川区南平镇石漠化区为例

通过对南平次生林地、杂草丛、坡耕地不同植被类型表土调查和采样,利用LuoPacias孢粉鉴定系统对所采的表土样品进行分析鉴定,以研究该区表土的孢粉组合特征。结果显示:（1）样品植物孢粉共由123种植物组成,其中以草本和蕨类植物占据优势,其孢粉含量为46.40%～76.47%,平均为65.55%,其次是乔木（主要为马尾松）,花粉含量为17.73%～46.84%,平均为26.40%,灌木植物花粉含量最小,为5.79%～12.50%,平均为8.26%,显示该区植被退化严重;（2）不同植被类型的表土孢粉组合差别明显, 次生马尾松林和次生樟树林的孢粉组合特征依次为马尾松—火棘—大楼梯草—里白和樟树—火棘—构棘—泽芹;杂草丛为裂叶荨麻—圆叶藜—车前子—里白;坡耕地为异叶花椒—裂叶荨麻—剑叶凤尾蕨—玉米,与其相应的实际植被情况大致相同,较好地反映出了石漠化地区现代植被的基本状况。      

岩溶石漠化山地不同退耕模式土壤抗蚀性及其与结构体分形关系研究

通过对岩溶石漠化山地中小尺度范围内的现有三种主要退耕模式及对照地土壤抗蚀性主成分分析及与各级结构体分形维数关系研究,结果表明: ( 1)研究区退耕地在3～ 6年内土壤抗蚀性均发生了比较明显的变化,但都介于传统耕地与马尾松次生灌丛之间,其中以具有复式结构的退耕樟树+ 草被退耕模式的抗蚀效果较理想; ( 2)与传统旱耕地不同,各退耕模式土壤抗蚀性均是A层土壤强于B层土壤,表明退耕有利于A层土壤抗蚀性迅速提高,尤其是草本+ 乔灌模式对A层土壤抗蚀性的提高更为显著; ( 3)> 0. 25mm 水稳性团聚体含量及破坏率、水稳性指数、有机质含量为评价土壤抗蚀性的最佳四指标; ( 4)微团聚体、风干团聚体分形维数表征土壤抗蚀性有一定的局限性,而机械组成、水稳定性团聚体分维数与抗蚀性综合分值相关性较高,尤其是水稳性团聚体分形维数可较好地反映出土壤的抗蚀特性。      

Fractal characteristics and stability of soil aggregates in karst rocky desertification areas

Karst rocky desertification is one of the major ecological and environmental problems that threaten the sustainable development of southwestern China. This study focuses on a case study of the small watershed in Chenqi where karst rocky desertification is particularly severe. This paper considers samples of soils from six different land use patterns in Chenqi village. Various correlations are observed by using fractal theory, including an emerging model for studying soil aggregates. This study demonstrates how the fractal characteristics of soil structure and the stability of soil aggregates are crucial to better understanding karst rocky desertification. The fractal dimension of different land use patterns can be used to indicate the magnitude of soil destruction. Soil fractal dimension can be applied using different methods to characterize the changes in factors influencing the stability of soil structure. The results indicate a significant negative relationship between fractal dimension of soil aggregates and large aggregate content (of diameters 5?C10?mm) and a significant positive relationship between fractal dimension and micro-aggregate content (<0.25?mm). The fractal dimension of soil aggregates is also significantly negatively correlated with both clay content and organic matter content. These results suggest that fractal dimension can be used as a reliable indicator of soil quality and presents advantages compared to using mean weight diameter.     

重庆溶洼—丘峰区土地利用类型对土壤抗蚀性的影响

以重庆鸡公山耕地、果园、撂荒地、灌草坡和林地5种土地利用类型为研究对象,通过野外采样调查与室内分析,采用主成分分析法对与土壤抗蚀性密切相关的11个常用指标进行筛选和综合评价,探讨不同土地利用类型下土壤抗蚀性能的变化状况和差异性。结果表明:研究区表征土壤抗侵蚀能力最优指标为:>0.25 mm团聚体破坏率、>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚度、<0.01 mm物理性黏粒含量、结构性颗粒指数和<0.001 mm黏粒含量。依据提炼出的3个主成分,建立土壤抗蚀性综合评价模型,即Y（综合指数）=0.712Y1+0.157Y2+0.131Y3,由此计算出土壤抗蚀性由强到弱为:林地> 灌草坡>撂荒地>果园>耕地。建议区内适当退耕还林还草,减少人为扰动,以利于提高土壤的抗蚀性能和水土保持能力。      

岩溶区土壤有机碳和团聚体的关系研究——以重庆市中梁山岩溶槽谷为例

研究了重庆市中梁山岩溶槽谷不同土地利用方式对土壤有机碳和团聚体稳定性的影响,在此基础上引入通径分析方法探讨有机碳与各粒径团聚体之问的关系.研究表明,土地利用方式对土壤有机碳、团聚体稳定性指数和团聚体保存几率影响明显:坡耕地有机碳含量仅为17.544(g/kg),分别比灌丛、橘林地、草地和菜地低61.14%、71.66%、74.43%和100.83%;团聚体稳定性指数依次为草地(2.394)>灌丛(2.383)>橘林地(2.085)>坡耕地(1.953)>菜地(0.865);团聚体稳定性与有机碳含量的相关性与土地利用方式有关,在灌丛和草地中明显正相关,在橘林地和菜地中呈负相关,而在坡耕地中相关性不明显;大粒径团聚体保存几率是决定有机碳含量的主要园子,5～10mm和3～5mm粒级的土壤团聚体对有机碳累积与稳定的决定系数分别为0.61和0.50.      

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤物理参数的变异研究

为了探索中国西南喀斯特地区石漠化过程中土壤物理性质的变异规律,采用野外采样与实验室分析相结合的方法,对贵州省荔波县及普定县不同石漠化阶段典型土壤的物理参数进行了研究。结果表明：土壤有机质质量分数随石漠化程度的加深逐渐减小;非石漠化土壤重度仅为6.15 N/m^3,随着石漠化的发展,土壤重度逐渐增大,总孔隙度随之减小;石漠化的发展导致土壤黏粒含量升高;土壤水稳性团聚体质量分数及微团聚体的结构系数均随石漠化程度加深而减小;土壤有机质质量分数与重度、砂粒含量、大于5 mm团聚体含量及结构系数的相关系数分别为-0.921 2、0.827 7、0.907 2、0.899 3,均达到极显著水平。通过封山育林等措施增加喀斯特地区有机质积累可改善土壤物理性质,对防治石漠化具有重要意义。     

石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

喀斯特石漠化综合治理区表层土壤有机碳时空动态特征与趋势探讨

以中国南方喀斯特地区具有代表性的贵州为例,选取三个典型石漠化综合治理示范区,以2006年4月野外监测和2009年4月重复采样的数据为基础,分析喀斯特脆弱生态区实施石漠化综合治理工程的土壤有机碳时空动态特征和发展趋势。结果表明:经过3年的石漠化综合治理,不同等级石漠化样地表层土壤有机碳密度增幅不一,其中轻、中度石漠化样地提升幅度最大,无、潜在石漠化样地次之,强度石漠化样地最小;不同工程措施下表层土壤有机碳密度特征表现为:封山育林育草>退耕还林还草>坡改梯;增幅表现为:退耕还林还草>封山育林育草>坡改梯。石漠化治理过程中,随着轻度以上石漠化土地面积的减少,表土碳储量进一步增大,而且表层土壤有机碳多分布于潜在和无石漠化区。随着石漠化综合治理进程的推进,表土有机碳密度可能呈S型曲线增长,但由于潜在、无石漠化区多为基本农田,土壤有机碳密度将在较长时间内保持相对平稳的状态。而轻、中度石漠化样地在治理初期其表土有机碳密度增幅将最快。因此,采取有效的土地利用方式与加强可持续管理对提高表层土壤的固碳潜力具有非常重要的意义。      

喀斯特石漠化治理措施对土壤颗粒有机碳与团聚体有机碳的影响

文章以耕地为对照,分析不同石漠化治理措施（花椒林和次生林）对土壤0~20 cm土层有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、矿物结合有机碳(MOC)和团聚体有机碳的影响,探讨POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系。结果表明:与耕地相比,花椒林和次生林均不同程度提高SOC、POC、MOC和团聚体有机碳含量。0~10 cm土层次生林SOC含量和各粒径团聚体有机碳含量均显著高于耕地和花椒林,在10~20 cm土层无显著差异;0~20 cm土层花椒林和次生林土壤POC含量显著高于耕地,MOC无显著差异。POC/SOC范围为20.38%~45.27%,花椒林和次生林显著高于耕地。相反,MOC/SOC为耕地显著高于花椒林和次生林 。退耕为花椒林和次生林后,SOC含量的增加主要以POC含量增加为主。次生林和花椒林>2 mm粒径对SOC贡献率显著高于耕地,但0.25~2 mm粒径、0.053~0.25 mm粒径和 < 0.053 mm粒径对SOC贡献率显著低于耕地。其相关分析表明:POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系均呈正相关,表现为次生林 > 花椒林 > 耕地。退耕恢复为花椒林和次生林后,SOC、POC和MOC增加量与团聚体有机碳增加量显著相关,其以次生林的相关性较强。石漠化治理措施改变SOC物理组分及其组成以及它们之间的关系,从而促进有机碳的积累。      

喀斯特山区碳酸盐岩土壤抗蚀性影响因素研究——以贵州毕节石桥小流域为例

对石桥小流域碳酸盐岩土壤进行理化性质分析,结果表明: 灌草丛地、水保幼林荒草地、坡耕地土壤砂粒含量依次减少,物理性粘粒含量依次增多,说明坡耕地土壤粘质化最严重;灌草丛地水稳性团粒含量最多,粒级较大,土壤水稳性最好;灌草丛地有机质含量较多,结构破坏率较低,坡耕地土壤分散率、侵蚀率、受蚀指数分别是灌草丛地、水保幼林荒草地的1. 11、1. 14, 1. 04、1. 13, 1. 87、1. 82倍,耕地土壤团聚度、团聚状况分别是灌草丛地、水保幼林荒草地的0. 83、0. 84, 0. 69、0. 64倍,说明坡耕地分散率最大,土壤团聚状况最差,土壤抗分散能力弱;小流域内土壤的容重、毛管孔隙度较我国其它地区低,约分别为1. 0g /cm3 ,和39. 86% ,而非毛管孔隙度则较我国其它地区的高,均值为25. 88%。区内碳酸盐岩土壤孔隙的这种组合特征很容易导致上层土壤粘粒向下淋失淀积,堵塞下层土壤孔隙,造成土壤上下层间饱和渗透率的显著差异,对于土壤抵抗流水侵蚀很不利。